第1章 电磁转矩与空间矢量 1
1.1电磁转矩 1
1.1.1磁场与磁能 1
1.1.2机电能量转换 6
1.1.3电磁转矩的生成 10
1.1.4电磁转矩的控制 13
1.2直、交流电机的电磁转矩 14
1.2.1直流电机的电磁转矩 14
1.2.2三相同步电机的电磁转矩 16
1.2.3三相感应电机的电磁转矩 18
1.3空间矢量 20
1.3.1定、转子的磁动势矢量 20
1.3.2定、转子的电流矢量 25
1.3.3定子电压矢量 27
1.3.4定、转子磁链矢量 28
1.4矢量控制 33
1.4.1电磁转矩的矢量表达式 33
1.4.2电磁转矩的矢量控制 35
思考题与习题 42
第2章 三相感应电动机的矢量控制 45
2.1基于转子磁场的转矩控制 45
2.1.1转矩控制稳态分析 45
2.1.2转矩控制动态分析 49
2.2空间矢量方程 53
2.2.1 ABC轴系矢量方程 54
2.2.2坐标变换和矢量变换 57
2.2.3任意同步旋转MT轴系矢量方程 60
2.2.4转子磁场定向MT轴系矢量方程 61
2.3基于转子磁场定向的矢量控制系统 69
2.3.1直接磁场定向 70
2.3.2间接磁场定向 72
2.3.3由电压源逆变器馈电的控制系统 74
2.3.4由电流可控电压源逆变器馈电的控制系统 77
2.4基于转子磁场的矢量控制中的几个技术问题 85
2.4.1电动机参数变化对磁场定向和系统性能的影响 85
2.4.2磁路饱和对磁场定向和系统性能的影响 88
2.5基于转子磁场定向的矢量控制系统仿真实例 89
2.6基于气隙磁场定向的矢量控制 92
2.6.1基于气隙磁场的转矩控制 92
2.6.2矢量控制方程 92
2.6.3矢量控制系统 95
2.7基于定子磁场定向的矢量控制 97
2.7.1基于定子磁场的转矩控制 97
2.7.2矢量控制方程 97
2.7.3矢量控制系统 100
2.8双馈感应电机的矢量控制 102
2.8.1基于定子磁场定向的矢量控制 102
2.8.2矢量控制下的四种运行状态 108
2.8.3矢量控制的特点 111
2.8.4矢量控制系统 114
思考题与习题 118
第3章 三相永磁同步电动机的矢量控制 120
3.1基于转子磁场定向的矢量方程 120
3.1.1转子结构及物理模型 120
3.1.2面装式三相永磁同步电动机的矢量方程 123
3.1.3插入式三相永磁同步电动机的矢量方程 126
3.2基于转子磁场定向的矢量控制及控制系统 131
3.2.1面装式三相永磁同步电动机的矢量控制及控制系统 131
3.2.2插入式三相永磁同步电动机的矢量控制及控制系统 136
3.3弱磁控制与定子电流的最优控制 138
3.3.1弱磁控制 138
3.3.2定子电流的最优控制 141
3.4基于定子磁场定向的矢量控制 143
3.4.1矢量控制方程 144
3.4.2矢量控制系统 145
3.5谐波转矩及转速波动 146
3.5.1谐波转矩 146
3.5.2谐波转矩的削弱方法 150
3.6矢量控制系统仿真实例 152
思考题与习题 154
第4章 三相感应电动机的直接转矩控制 156
4.1控制原理与控制方式 156
4.1.1基本原理 156
4.1.2定子电压矢量的作用与定子磁链轨迹变化 158
4.2控制系统 159
4.2.1滞环比较控制 159
4.2.2定子磁链和转矩估计 164
4.3空间矢量调制 166
4.3.1多位滞环比较控制 166
4.3.2预期电压控制 168
4.4直接转矩控制与矢量控制的联系和比较 170
4.4.1直接转矩控制与转子磁场矢量控制 170
4.4.2直接转矩控制与定子磁场矢量控制 171
4.5直接转矩控制仿真举例 174
思考题与习题 176
第5章 三相永磁同步电动机的直接转矩控制 178
5.1控制原理与控制方式 178
5.1.1转矩的生成与控制 178
5.1.2滞环比较控制与控制系统 181
5.1.3磁链和转矩估计 182
5.1.4电动机参数和转速的影响 183
5.1.5预期电压直接转矩控制 184
5.2最优控制与弱磁控制 186
5.2.1最大转矩／电流比控制 186
5.2.2弱磁控制 187
5.3直接转矩控制与矢量控制的联系与比较 188
5.3.1直接转矩控制与定子磁场矢量控制 188
5.3.2直接转矩控制与转子磁场矢量控制 189
5.4直接转矩控制仿真举例 190
思考题与习题 193
第6章 无速度传感器控制与智能控制 195
6.1基于数学模型的开环估计 195
6.1.1三相感应电动机转速估计 195
6.1.2三相永磁同步电动机转子位置估计 197
6.2模型参考自适应系统 198
6.2.1参考模型和可调模型 199
6.2.2自适应律 200
6.2.3转子磁链和转速估计系统 202
6.3自适应观测器 203
6.3.1状态估计方程 204
6.3.2状态观测器 205
6.3.3转速自适应律 206
6.4扩展卡尔曼滤波 209
6.4.1结构与原理 209
6.4.2数学模型 210
6.4.3状态估计 213
6.5智能控制应用举例 218
6.5.1基于神经网络的模型参考自适应系统 218
6.5.2模糊神经网络直接转矩控制 222
思考题与习题 224
附录 225
附录A从电磁场角度分析空间矢量及转矩生成 225
A.1磁动势矢量与电流矢量 225
A.2电机气隙内的磁场 231
A.3磁链矢量与转矩生成 233
A.4电流矢量与转矩生成 235
A.5空间矢量与转矩控制 237
附录B坐标变换与矢量变换 240
B.1三相静止轴系与二相静止轴系间的变换 240
B.2二相静止轴系与二相旋转轴系间的变换 242
B.3三相静止轴系与二相旋转轴系间的变换 243
B.4旋转轴系与旋转轴系间的变换 244
B.5静止轴系到旋转轴系变换的意义的应用 244
参考文献 249